JPH07133847A - 事務機器用歯車減速機 - Google Patents

事務機器用歯車減速機

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JPH07133847A
JPH07133847A JP5280886A JP28088693A JPH07133847A JP H07133847 A JPH07133847 A JP H07133847A JP 5280886 A JP5280886 A JP 5280886A JP 28088693 A JP28088693 A JP 28088693A JP H07133847 A JPH07133847 A JP H07133847A
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JP
Japan
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gear
output shaft
external gear
speed reduction
eccentric body
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Application number
JP5280886A
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English (en)
Inventor
Sueo Fukaya
末男 深谷
Shigeo Watanabe
重雄 渡辺
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/041—Combinations of toothed gearings only for conveying rotary motion with constant gear ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S74/00—Machine element or mechanism
    • Y10S74/10—Polymer digest - plastic gears

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特別な付属機構を設けることなく過負荷防止
機能、逆転防止機構を備えた減速機構を得る。 【構成】 事務機器用のリフタ等に用いるギヤドモータ
に採用される減速機構であって、基本的な減速機構とし
てトロコイド歯形内接噛合形の遊星歯車構造を採用し、
且つこの減速機構の各要素のうち外歯歯車３２及び内歯
歯車３３とを剛性の小さな樹脂で形成すると共に、出力
軸３６及び外歯歯車３２を支持する軸受についてはこれ
を剛性の大きな金属製とする。この結果、通常運転時の
剛性及び回転円滑性を維持しながら、駆動される相手部
材が必要とする以上のトルクに対しては外歯歯車３２と
内歯歯車３３との変形による噛合ロスの増大により、効
率低下を機械的に起こさせることができるようになる。
又、出力軸３６側からの逆転負荷に対しても同様の噛合
ロスで対応できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばコピー機等に代
表される事務機のリフタの用途等に使用されるのに好適
な歯車減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４及び図５にコピー機等に代表される
事務機器に使用されるインボリュート歯形の平行軸歯車
減速機とモータを組合せた装置の例を示す。
【０００３】この装置では、モータ１００の出力回転が
５段のインボリュートギヤ列１０２Ａ〜１０２Ｅを介し
て出力軸１０４に取り出される構造となっている。この
場合の出力特性は、図６に実線で示すような特性とな
る。
【０００４】ここで、コピー機等に代表される事務機器
のリフタ用途等の減速機構においては、一般に、無負
荷回転数Ａ、定格負荷回転数Ｂ、定格トルクＣ、
ストールトルクＤ等が例えば図６における黒い丸印で示
されるように与えられ（図６破線参照）、同時に出力軸
１０４の位置保持（逆転防止）の機能も要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の要求を上述したようなインボリュートギヤ列を用いた
減速機において満足しようとした場合、例えば前記の
ストールトルク、即ち相手部材を保護するために所定の
値以上のトルクが出力されないようにするという特性を
満足するためには、トルクリミッター機構や、過電流保
護機構等の過負荷防止装置等を別途設けなければならな
い。又、出力軸１０４の位置保持（出力軸の逆転防止）
の機構に対しても、インボリュートギヤ減速機では出力
側からの起動効率が高い（正の値）ため、ある値以上の
負荷が出力側からかかると該出力軸が逆転してしまい、
その位置保持ができないことから、当該位置保持、ある
いは逆転防止のための装置が別途必要となる。
【０００６】以上のような観点から、従来用いられてい
るインボリュートギヤ列を用いた減速機は、上述したよ
うなストールトルク特性や逆転防止の機構が要求される
事務用機器に使用しようとした場合、別途必要となる機
器や装置の増加が避けられず、小型化、軽量化、低価格
化等を実現するのが困難である。
【０００７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであって、通常時の減速効率がよく、しか
も別途特別な機構等を付加することなく適切なストール
トルク特性を有し、又出力軸の逆転防止機能を備えた歯
車減速機を提供することをその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、モータの出力
を受けて回転する偏心体と、該偏心体の周りで揺動回転
する外歯歯車と、ケーシングに固定されると共に前記外
歯歯車と内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車に、該
外歯歯車の揺動成分を吸収し自転成分のみを取り出す手
段を介して連結された出力軸と、を有する内接噛合形遊
星歯車減速機構を備えると共に、前記外歯歯車及び内歯
歯車が樹脂にて成形され、前記出力軸が前記樹脂より剛
性の大きな金属で形成され、且つ、前記偏心体と外歯歯
車との間に剛性の大きな金属製の軸受が配置されたこと
により、上記課題を解決したものである。
【０００９】又、本発明は、前記偏心体の軸受が、金属
リングから成る滑り軸受とされたことにより、同じく上
記課題を解決したものである。
【００１０】更に、本発明は、前記偏心体が、モータの
出力を伝受する歯車と一体的に形成されると共に、該偏
心体が前記出力軸上に配置されたことにより、同じく上
記課題を解決したものである。
【００１１】
【作用】本発明においては、特別な機構や装置等を付設
することなく適正なストールトルク特性を有し、且つ逆
転防止の機能を有するようにするために、基本的な減速
機構としていわゆる内接噛合形遊星歯車減速機構を採用
するようにした。
【００１２】この減速機構は、モータの出力を受けて回
転する偏心体と、該偏心体の周りで揺動回転する外歯歯
車と、ケーシングに固定されると共に前記外歯歯車と内
接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車に、該外歯歯車の
揺動成分を吸収し自転成分のみを取り出す手段を介して
連結された出力軸と、を有するもので、これ自体の基本
的な構成は従来周知のものである。
【００１３】本発明では、事務機器用の歯車減速機とし
てこの内接噛合形遊星歯車減速機構を採用するようにす
ると共に、この減速機構の部材のうち外歯歯車と内歯歯
車とを剛性の低い（弾性変形し易い）「樹脂（例えばプ
ラスチック等）」にて成形するようにし、一方、出力軸
についてはこの樹脂より十分剛性の大きい「金属」で形
成するようにした。又、前記偏心体と外歯歯車との間に
（やはり剛性の大きな）金属製の軸受を配置するように
した。
【００１４】この結果、過大な負荷がかかったときには
外歯歯車と内歯歯車とが弾性変形して噛み合い歯数が増
え、その結果噛み合いロスが大きくなってその分出力を
低下させることができるようになり、この出力の低下を
利用することによって（特別なリミッタ機構等を用いる
ことなく）適正なストールトルク特性を確保することが
できるようになった。
【００１５】又、この内接噛合形遊星歯車減速機構は、
減速比が非常に高いことからもともと出力軸側からの負
荷に対しては逆転し難い構成である上に、外歯歯車と内
歯歯車が変形し易い素材で形成されていることから、た
とえ出力軸側から負荷がかかっても外歯歯車と内歯歯車
との噛合部が変形してスタックするため、（特別な機構
を付設することなく）逆転しないような特性（逆転防止
機能、あるいは位置保持機能）を得ることができる。
【００１６】ところで、この内接噛合形遊星歯車減速機
構自体を全てプラスチック等の樹脂で成形した減速機は
他用途用ではあるが従来周知である。しかしながら、こ
のように全ての素材が樹脂で成形された減速機を事務機
器用の減速機として採用しようとした場合、例えば人間
の力による大きな負荷が出力軸側からかかったときに、
（樹脂では）これに耐え得る強度が得られないと共に、
各部材間の回転抵抗、特に偏心体と外歯歯車との間の回
転・摺動抵抗が大きくなりすぎて、効率が低下する。
【００１７】本発明では、外歯歯車及び内歯歯車は樹脂
にて形成されるが、減速機の組付の中心となる出力軸は
剛性の大きい金属で形成され、且つ偏心体と外歯歯車と
の間に金属製の軸受が配置されているため、これらの問
題を全て解消することができる。
【００１８】なお、本発明においては、外歯歯車、内歯
歯車、出力軸、及び偏心体と外歯歯車との間に配置され
る軸受以外の部材については、その素材を限定するもの
ではなく、より具体的な用途に応じて適宜の素材が選択
されてよい。
【００１９】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。
【００２０】図１〜図３に本発明が適用されたギヤドモ
ータを示す。
【００２１】図１において、モータ１０のモータ軸１１
にはピニオンギヤ２０が設けられている。ピニオンギヤ
２０はピン２２に回転自在に支持された中間ギヤ２１と
噛合している。中間ギヤ２１は、出力軸３６上に回転自
在に組み込まれたギヤ２３と噛合している。ギヤ２３は
偏心体３０と一体化されている。従って、ギヤ２３が回
転することによって偏心体３０が出力軸３６の周りで回
転する。
【００２２】偏心体３０の外周には、金属製の滑り軸受
（金属リング）３１を介して外歯歯車３２が装架されて
いる。外歯歯車３２は軸方向に貫通する複数の内ピン孔
３２a を備えると共に、その外周に内歯歯車３３と噛合
するトロコイド歯形からなる外歯３２b を備える。
【００２３】内歯歯車３３は、該外歯歯車３２の外歯３
２b と内接噛合する円弧歯形の内歯３３b を有し、係り
止め３３a を介してケーシング４０に固定されている。
【００２４】外歯歯車３２及び内歯歯車３３は剛性の低
い（弾性変形し易い）プラスチック（樹脂）で形成され
ている。
【００２５】一方、出力軸３６には、スプリングピン３
５を介してピンフランジ３４が固定されている。ピンフ
ランジ３４には前記外歯歯車３２の内ピン孔３２a に遊
嵌する内ピン３４a が一体的に突出形成されている。出
力軸３６は、ケーシング４１及びケーシング４０にそれ
ぞれ形成された孔４１a 、４０a に回転自在に支持され
ている。
【００２６】この出力軸３６は、剛性の大きな金属で形
成されている。
【００２７】ケーシング４０はケーシング４１と小ねじ
５０等によって固定され、ケーシング４０が相手部材に
固定される。
【００２８】次にこの実施例の作用を説明する。
【００２９】モータ１０のモータ軸１１が回転すると、
ピニオンギヤ２０、中間ギヤ２１を介してギヤ２３が出
力軸３６の周りで減速回転し、このギヤ２３と一体化さ
れている偏心体３０も同じ速さで回転する。
【００３０】この偏心体３０の回転により、外歯歯車３
２は出力軸３６の周り（偏心体３０の周り）で揺動回転
を行おうとするが、ケーシング４０に固定された内歯歯
車３３によって回転が拘束されるため、該外歯歯車３２
は内歯歯車３３に内接しながらほとんど揺動のみを行う
こととなる。
【００３１】今、例えば外歯歯車３２の歯数をＮ、内歯
歯車３３の歯数をＮ＋１とした場合、その歯数差は１で
ある。そのため、偏心体３０の１回転毎に外歯歯車３２
は（固定状態とされた）内歯歯車３３に対して１歯分だ
けずれる（自転する）ことになる。これは、偏心体３０
の１回転が外歯歯車３２の−１／Ｎの回転（−は逆回転
を表わす）に減速されたことを意味する。
【００３２】この外歯歯車３２の回転は内ピン孔３２a
及び内ピン３４a の隙間によってその揺動成分が吸収さ
れ、自転成分のみが該内ピン３４a を介してピンフラン
ジ３４へと伝達され、更に、このピンフランジ３４がス
プリングピン３５を介して出力軸３６に固定されている
ことから、結局外歯歯車３２の自転成分−１／Ｎの回転
が出力軸３６から取り出されることになる。
【００３３】ここで、外歯歯車３２と内歯歯車３３とが
弾性係数の小さな（変形し易い：剛性の低い）素材で形
成されているため、駆動される相手機械が必要とするト
ルク以上の過大なトルクに関しては、負荷の増加に伴い
この外歯歯車３２及び内歯歯車３３の弾性変形量の増加
によって両者の噛合歯数が増加し（図３の●印→●印＋
▲印）、これにより歯の噛合位置がずれ噛合圧力角が変
わる等の要因によって噛合ロスが増大する。このことを
利用しギヤドモータの効率が負荷の増加に伴って低下す
るようにする設計ができるようになる。この結果、（何
らのリミッタ機構等を付設することなく）必要以上のト
ルクが出力されないようないわゆるストールトルク特性
（過負荷防止機能）を得ることができるようになる。
【００３４】又、何等かの原因で出力軸３６側から該出
力軸３６を回転させるような負荷がかかった場合、この
場合にも負荷に応じて外歯歯車３２及び内歯歯車３３の
間で弾性変形が生じ両者の噛合ロスが大きくなることに
より、該出力軸３６の回転によってモータが逆回転しな
いようにすることができ、結果として該出力軸３６の停
止位置の維持機構（逆転防止機能）が実現される。
【００３５】この過負荷防止機能及び逆転防止機能は、
外歯歯車３２が金属リングからなる滑り軸受によって支
持されていることで一層その効果が保証される。即ち、
滑り軸受とされていることより、外歯歯車３２の変形に
よって該外歯歯車３２の軸線が出力軸３６（あるいは偏
心体３０）の軸線に対して僅かでも傾くと、これによっ
て摺動抵抗が激増するため動力伝達のロスが増え、過負
荷防止、あるいは逆転防止の機能が一層助長されるもの
である。
【００３６】又、金属製の出力軸上に減速機構を配する
ことにより、装置のいわゆるバックボーンに相当する出
力軸を非常に精度良く支持することができるようにな
り、いわゆる定格出力以下での通常の動力伝達を非常に
円滑に行うことができるようになり、又剛性強化により
そのレベルの負荷変動に対しても非常に安定した出力を
維持することができるようになる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
特別な付属機構を設けることなく過負荷防止機能や逆転
防止機能を容易に実現することができ、しかも通常時に
おける高減速比の動力伝達を効率良くコンパクトな構成
でできるようになるため、例えば事務用機器のリフタ等
の用途に用いるのに最適な減速機を得ることができるよ
うになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内接噛合形遊星歯車減速機構が適
用された事務機器用のギヤドモータの断面図
【図２】上記ギヤドモータを矢示II方向から見た側面図
【図３】図１の矢示III −III 線に沿う（外歯歯車と内
歯歯車の噛合状態を説明するための）拡大断面図
【図４】従来の事務機器用のギヤドモータの例を示す断
面図
【図５】図４の減速機構部分を矢示VI方向から見た側面
図
【図６】事務機器用の減速機構に要求される各種仕様の
特性例を示す線図
【符号の説明】
１０…モータ １１…モータ軸 ３０…偏心体 ３１…滑り軸受（金属リング） ３２…外歯歯車 ３２a …内ピン孔 ３３…内歯歯車 ３４…ピンフランジ ３４a …内ピン ３５…スプリングピン ３６…出力軸 ４０、４１…ケーシング

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】モータの出力を受けて回転する偏心体と、
    該偏心体の周りで揺動回転する外歯歯車と、ケーシング
    に固定されると共に前記外歯歯車と内接噛合する内歯歯
    車と、前記外歯歯車に、該外歯歯車の揺動成分を吸収し
    自転成分のみを取り出す手段を介して連結された出力軸
    と、を有する内接噛合形遊星歯車減速機構を備えると共
    に、 前記外歯歯車及び内歯歯車が樹脂にて成形され、 前記出力軸が前記樹脂より剛性の大きな金属で形成さ
    れ、且つ、 前記偏心体と外歯歯車との間に剛性の大きな金属製の軸
    受が配置されたことを特徴とする事務機器用歯車減速
    機。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の事務機器用歯車減速機に
    おいて、 前記偏心体の軸受が、金属リングから成る滑り軸受とさ
    れたことを特徴とする事務機器用歯車減速機。
  3. 【請求項３】請求項１又は２に記載の事務機器用歯車減
    速機において、 前記偏心体が、モータの出力を伝受する歯車と一体的に
    形成されると共に、該偏心体が前記出力軸上に配置され
    たことを特徴とする事務機器用歯車減速機。
JP5280886A 1993-11-10 1993-11-10 事務機器用歯車減速機 Pending JPH07133847A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5280886A JPH07133847A (ja) 1993-11-10 1993-11-10 事務機器用歯車減速機
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Applications Claiming Priority (1)

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JP5280886A JPH07133847A (ja) 1993-11-10 1993-11-10 事務機器用歯車減速機

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ID=17631319

Family Applications (1)

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JP (1) JPH07133847A (ja)
FR (1) FR2712366B1 (ja)

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